[發(fā)明專利]一種藍(lán)寶石襯底片拋光方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910248636.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN109807695A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐永亮;王遼闊;施海斌;柳瑞森;吳魯;周波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州恒嘉晶體材料有限公司
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;C09G1/02
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N藍(lán)寶石襯底片拋光方法，將銅拋后清洗干凈的藍(lán)寶石襯底片按照厚度分組，同一組內(nèi)晶片厚度差異在10μm以內(nèi)；提供一個(gè)陶瓷盤，陶瓷盤表面平整度在3μm以內(nèi)，用貼蠟機(jī)將一組晶片均勻貼在距陶瓷盤邊緣1cm的表面上，蠟冷卻后晶片固定在陶瓷盤上；拋光機(jī)下盤表面貼上suba600或suba800的拋光布，將陶瓷盤貼有晶片的一面向下放置在拋光布上，下壓上盤壓緊陶瓷盤并使之跟隨上盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)，下盤與上盤同向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)拋光布表面噴上粒徑大小為80～350nm的的氧化鋁拋光液，氧化鋁拋光液與水的體積配比為1:6到1:15；拋光過程中，可以通過對(duì)拋光液冷卻帶走熱量使拋光機(jī)下盤盤面溫度控制在30～40℃；拋光結(jié)束后取下陶瓷盤，用毛刷對(duì)晶片進(jìn)行沖水清洗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于藍(lán)寶石襯底片拋光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)寶石襯底片拋光方法。

背景技術(shù)

目前，藍(lán)寶石拋光主要采用二氧化硅基拋光液，二氧化硅基的拋光液去除速率低，易結(jié)晶難清洗，對(duì)環(huán)境和溫度要求嚴(yán)格，加工條件苛刻，導(dǎo)致藍(lán)寶石晶片生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本高。隨著LED市場(chǎng)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)迫切需要低成本高效率高質(zhì)量藍(lán)寶石拋光技術(shù)降低單位成本。

隨著高亮度LED在照明工程領(lǐng)域需求量的急劇增長，帶動(dòng)了國內(nèi)藍(lán)寶石襯底材料制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能，是半導(dǎo)體GaN/Al2O3發(fā)光二極管、大規(guī)模集成電路SOI和SOS及超導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)薄膜等理想的襯底材料。由于藍(lán)寶石硬度高、脆性大給材料加工尤其是表面納米級(jí)拋光帶來很多困難。為應(yīng)對(duì)光電技術(shù)的發(fā)展對(duì)藍(lán)寶石襯底材料表面提出的超光滑、無損傷的要求，必須對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行精細(xì)拋光。

藍(lán)寶石襯底片拋光主要有機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。機(jī)械拋光精細(xì)度低，難以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)拋光；化學(xué)拋光可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)拋光，但不能實(shí)現(xiàn)全局平面化。化學(xué)機(jī)械拋光是化學(xué)腐蝕作用和機(jī)械去除作用相結(jié)合的拋光技術(shù)，是將晶片施加一定壓力均勻壓在拋光布上，晶片或拋光布相對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，拋光液在晶片和拋光布之間形成潤滑層并與晶片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成軟質(zhì)腐蝕層，機(jī)械摩擦又將腐蝕層去除從而達(dá)到表面全局平坦化的一種拋光方法。

藍(lán)寶石襯底片拋光采用化學(xué)機(jī)械拋光，主要使用二氧化硅基拋光液，二氧化硅拋光液是以高純度的硅粉或者水玻璃為原料，經(jīng)過特殊工藝生產(chǎn)的一種高純度金屬離子型拋光產(chǎn)品。二氧化硅的硬度較藍(lán)寶石硬度低，在藍(lán)寶石襯底片的拋光中，材料去除率相對(duì)低，去除速率不高。另二氧化硅拋光液形成膠體，附著在襯底片表面，清潔難度較大。

綜上所述，目前藍(lán)寶石拋光普遍采用二氧化硅基拋光液配合相應(yīng)的拋光技術(shù)，使用化學(xué)腐蝕和機(jī)械力去除原理，去除速率低，僅為2～4μm/h，去除約6μm的損傷層時(shí)間較長，易受到環(huán)境和溫度的影響產(chǎn)生新的劃傷。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N藍(lán)寶石襯底片拋光方法，以解決普遍采用二氧化硅基拋光液配合相應(yīng)的拋光技術(shù)，使用化學(xué)腐蝕和機(jī)械力去除原理，去除速率低的問題；通過使用氧化鋁拋光液替代氧化硅拋光液配合相應(yīng)的工藝，去除速率可以大幅提升，不容易產(chǎn)生新的損傷，加工條件寬松，容易控制。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

1.一種藍(lán)寶石襯底片拋光方法，其特征在于，所述的方法具體包括以下步驟：

預(yù)處理：將銅拋后清洗干凈的藍(lán)寶石襯底片按照厚度分組，同一組內(nèi)晶片厚度差異在10μm以內(nèi)；

貼蠟階段：提供一個(gè)陶瓷盤，陶瓷盤表面平整度在3μm以內(nèi)，用貼蠟機(jī)將一組晶片均勻貼在距陶瓷盤邊緣1cm的表面上，蠟冷卻后晶片固定在陶瓷盤上；使用三角量表以陶瓷盤表面為基準(zhǔn)面校零；選一片晶片標(biāo)記作為起始片，測(cè)量晶片中點(diǎn)數(shù)據(jù)，按此方法，以逆時(shí)針將同一組全部測(cè)完，并記錄下數(shù)據(jù)；